JP3124645B2 - 加工機械群の故障診断システム - Google Patents
加工機械群の故障診断システムInfo
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Description
群やFMS(Flexible Manufacturing System)等の機械
群に適用可能な故障診断システムに関する。
より、NC装置,トランスファーマシン,FMS等の加
工機械群の複雑化、自動化はますます進んでいるが、一
方では、これらの故障診断を人間に委ねることは非常に
困難か或いは大規模システムではほとんど不可能な状態
になっているために、高度で効率的な故障診断方法が求
められるようになってきている。従来は、NC装置等の
単一の加工機械の故障診断支援装置について各種のもの
が提案されている(特開平3−78623号、特開平3
−81804号等)。これらの方法は、予め単一の加工
機械毎に診断プログラムを用意しておき、このプログラ
ムを使用して故障の発生した加工機械毎に故障診断を行
うものである。
故障診断装置は、単一の装置の故障診断を行う為の支援
ツ−ルとしては有効であるが、複数の加工機械を使用す
るトランスファーマシン群やFMS等、被制御対象の数
が極めて多くまたセンサ類等の数も多数となる、規模の
非常に大きなシステムには、従来の故障診断装置では極
めて不十分である。例えば、このようなシステムには一
つのタンクから冷却液を各加工機械に対して配管するク
−ラント装置や油圧装置用の油を供給する油圧源供給装
置が使用されることが多いが、このような装置に故障が
発生すると、単一の加工機械毎に診断を行う上記の診断
装置では故障診断が殆ど不可能となってくる。したがっ
て、トランスファーマシン群等の加工機械群の故障診断
は、各加工機械に設けられた診断装置の出力結果を手掛
かりに、作業者が勘によって行っていた。このため、故
障診断の効率が極めて悪く、故障時には長時間にわたっ
て全体のシステムを停止しなければならない可能性もあ
った。
の加工機械群を使用した比較的規模の大きなシステムに
対して故障診断を効率的に行うことのできる故障診断シ
ステムを提供することにある。
状態検出と駆動制御を行う加工機制御部と、これらの加
工機制御部とネットワーク接続される中央制御部とを備
え、前記中央制御部は、前記ネットワークを介して各加
工機制御部で検出された加工機の状態情報を収集する加
工機情報収集手段と前記状態情報に基づいて故障診断を
行うための診断条件を記憶する知識ベースを有し、前記
加工機情報収集手段は、代表情報通信部と詳細情報通信
部とからなり、前記代表情報通信部は、前記状態情報に
加工機故障情報が含まれている時にその簡易状態情報を
収集し、前記詳細情報通信部は、前記加工機故障情報を
検出された加工機の詳細状態情報を収集し、前記知識ベ
ースから読み出した診断条件に他の加工機の状態情報を
必要とする条件が含まれている時、当該他の加工機の簡
易状態情報または詳細状態情報を収集する他加工機情報
収集手段と、前記知識ベースから読み出した診断条件と
前記加工機情報収集手段または他加工機情報収集手段か
ら得られた簡易状態情報または詳細状態情報とに基づい
て故障診断を行う故障診断手段と、を備えることを特徴
とする。
には、所定の加工機制御部群毎に代表制御部が配置さ
れ、この代表制御部は、常時、該代表制御部に接続され
ている各加工機制御部で検出される前記状態情報を収集
し、前記中央制御部内に設けられているメモリの所定の
領域に書き込む状態情報書込手段を含むことを特徴とす
る。
種別番号,故障加工機番号等の故障情報を含む簡易状態
情報と故障検出用各センサ情報等を含む詳細状態情報と
を前記状態情報として常時記憶するメモリを備え、前記
代表制御部の状態情報書込手段は、前記簡易状態情報を
前記メモリに書き込む手段であり、前記中央制御部の加
工機情報収集手段及び他加工機情報収集手段は、前記詳
細状態情報を収集する手段であることを特徴とする。
加工機制御部とし、この加工機制御部に一つの中央制御
部がネットワーク接続されることによって、中央制御部
において各加工機制御部で検出される加工機の状態情報
が管理される。そして、その状態情報に加工機故障情報
が含まれていることが検出されると、中央制御部は知識
ベースに蓄積されている知識に基づいて故障診断を行
う。知識は、例えばIF〜THEN〜ELSE形式の条
件文をツリー構造で階層化することで組み立てられる。
そして、その知識に基づいて故障診断を行う時に、診断
条件に他の加工機の状態情報を必要とする条件が含まれ
ていると、当該他の加工機の状態情報を別途収集する。
この動作を繰り返すことにより、全ての必要な状態情報
を収集して故障診断を行う。
間に代表制御部を配置し、この代表制御部をクラスター
コントローラとして、すなわち、所定の数の加工機制御
部のコントローラの役割を担わせることも可能である。
例えば、トランスファーマシン群に適用した場合、トラ
ンスファーマシン1ユニット毎に代表制御部を配置す
る。そして、この場合の代表制御部は、各加工機制御部
で検出されている状態情報を常時吸い上げ、中央制御内
に設けられているメモリの所定の領域にその吸い上げた
状態情報を書き込む作業を行う。
簡易状態情報と詳細状態情報とに分け、代表制御部は簡
易状態情報を中央制御部内のメモリに書き込む作業を行
わせ、中央制御部はその簡易状態情報内に故障情報を見
つけた時に、必要に応じて詳細状態情報を該代表制御部
を介して加工機制御部から収集するようにする。
用されるトランスファーマシンの概略構成図を示してい
る。図外のワークは図の矢印Aの方向に搬送路Bを搬送
され、各加工機械に順次送られていく。図で、数字1〜
5は加工機(以下ステーションという)ナンバーを示し
ている。ワークに対する加工は各ステーションでおこな
われるが、加工内容はそれぞれのステーションでプログ
ラムされている手順に従って行われる。また、各ステー
ションで加工されたワークは全て同時に特定のタイミン
グで矢印A方向に搬送されていく。クーラントタンクC
は、各ステーションに対してクーラント(冷却液)を供
給するためのタンクであり、このクーラントタンクCか
ら各ステーションに対してクーラント供給用のパイプが
配管されている。各ステーションで使用されたクーラン
トは図外の回収路を経てフィルタリング後再びクーラン
トタンクCに戻され再利用されるようになっている。各
ステーションには、後述のプログラマブルロジックコン
トローラ(以下PLCという)がステーションPLCと
して設置され、ステーションの駆動制御はこのステーシ
ョンPLCによって行われる。一つのステーションPL
Cには少なくとも数100点以上の入出力点数、監視対
象が設定され、ステーションPLCはそのうちの入力端
子に入力されるセンサ出力状態等に基づいて出力端子に
接続されるソレノイド類等の出力素子を制御する。動作
シーケンスを決めるためのプログラムは予めステーショ
ン毎にマニュアルで入力されたり、後述のように中央制
御部を構成するFAワークステーションからネットワー
クを介してロードされる。
用される故障診断システムの機能ブロック図である。こ
の故障診断システムは、複数のトランスファーマシン1
〜nを汎用FAネットワーク1に接続し、さらにこのネ
ットワーク1に中央制御部であるFAワークステーショ
ン2を接続して構成されている。各トランスファーマシ
ンは、複数の加工機(ステーション)1〜mと、各ステ
ーションに接続されるステーションPLCと、各ステー
ションPLCにPLCメーカネットワーク3を介して接
続される代表制御部である代表PLCとで構成されてい
る。汎用FAネットワーク1は、この代表PLCを介し
て各ステーションPLCがアクセス出来るようになって
いる。代表PLCは、後述のように、各ステーションP
LCから、常時、各ステーションPLCで検出されるス
テーションの状態情報を吸い上げて、FAワークステー
ション2内のメモリの所定の領域に書き込む作業を行
う。
ワーク1を介して、各トランスファーマシンで検出され
る状態情報を吸い上げて、故障診断を行う部分である。
汎用ネットワーク1には、代表情報通信部と詳細情報通
信部とが接続されており、代表情報通信部で得られた各
トランスファーマシン内の各ステーションの状態情報か
ら加工機故障検知部において故障検知が行われる。各ス
テーションの状態情報は、代表情報(簡易状態情報)と
詳細情報(詳細状態情報)とに分けられる。代表情報
は、故障が生じたか生じていないかを表す故障情報(代
表故障情報)、故障が生じたステーションを表すステー
ションナンバー、故障の種別を表す故障種別ナンバー等
からなる。詳細情報は、各ステーションでのセンサの直
接出力情報等、上記代表情報よりさらに詳細な状態情報
からなる。これらの代表情報及び詳細情報については、
FAワークステーション2のRAMの所定の領域に各ス
テーション毎に記憶されるようになっている。前述のよ
うに、この中の代表情報については、各トランスファー
マシンに設けられている代表PLCが各ステーションP
LCから常時吸い上げて上記RAMに書き込む。そし
て、詳細情報については、FAワークステーション2が
必要に応じて所定のトランスファーマシン内の代表PL
Cに対して詳細情報リクエストコマンドを出すことによ
って得られるようになっている。
は、FAワークステーション2内で常に代表故障情報が
含まれているかどうかがサーチされ、代表故障情報があ
れば、加工機に故障が発生したと検知される。そして、
その検知をトリガとして加工機故障診断が開始される。
加工機故障診断部は、加工機故障検知部からの出力を受
けて、故障診断のための知識ベースである診断条件デー
タベースから故障診断条件獲得部にて故障診断条件式を
獲得し、その故障診断条件式に基づいて故障診断を開始
する。この故障診断においては、その診断に先立って、
まず、代表故障情報の発したステーションPLCの上位
の代表PLCに対して、詳細情報のリクエストコマンド
を出す。代表PLCにその要求に従い、該当のステーシ
ョンPLCより詳細情報を受けてFAワークステーショ
ン2に送る。また、加工機故障診断部は故障診断を行う
のに必要な全てのステーションの状態情報があるかどう
かを判定する。その場合、もし、その診断条件に他のス
テーションの状態情報を必要とする条件が含まれている
と、詳細情報通信部を介して当該他のステーションの状
態情報を当該代表PLCを介して取り込むようにする。
加工機故障診断部は、この動作を繰り返して、最終的な
故障診断を行う。診断された結果は、故障診断結果表示
部を介してCRTモニタに表示され、また、必要に応じ
て故障診断結果印刷部を経てプリンタに出力される。ま
た、故障診断を行うに際して、その精度を高めるために
マニュアルにより補足情報を入力することも可能であ
る。補足情報入力部は、加工機故障診断部に対してキー
ボードより補足情報を入力する部分である。
は、故障診断を行うための知識ベースを予め備えてお
り、この知識ベースから得られる故障診断条件に基づい
て故障診断を行う。そして、その場合、まず、代表情報
をサーチすることによってステーションの故障の有無を
判定し、故障がある場合、故障情報を発したステーショ
ンの詳細情報を代表PLCを介して吸い上げる。そし
て、その詳細情報を使用して知識ベースの診断条件の基
に故障診断を開始する。さらに、その場合に他のステー
ションの詳細情報を必要とする場合、当該他のステーシ
ョンから当該代表PLCを介して詳細情報を読み込む。
このような動作により、例えば、全体のステーションに
関係のあるクーラントシステムに故障が発生した場合で
も、クーラント供給配管等に故障があったことを診断結
果として得ることができるようになる。図3は、クーラ
ントシステムが異常であるかどうかを診断するための診
断条件式の一例を示している。この条件式では、トラン
スファーマシン1(OP−10)のステーションナンバ
ー1(ST−1)からステーションナンバー10(ST
−10)の各ステーションでのクーラント圧力低下検出
センサがオンしているかどうかの簡易情報に基づいて、
クーラントシステムの異常有無を判定する。なお、図3
に示す故障診断条件式では、詳細情報を使用していない
が、実際には、多くの診断条件式が実行されるために、
これらの条件式で使用するための詳細情報が必要になっ
てくる。
故障履歴を記憶するための故障履歴データベースをも設
けている。ここには、故障診断の結果、確定された故障
診断内容(故障コード)と、故障の発生日時や修復日時
等が記憶される。図4に、その故障履歴データの内容を
示す。
トランスファーマシン内の代表PLC、及び各ステーシ
ョン毎に設置されるステーションPLCの制御部のブロ
ック図を示している。
ように、CPU11、ROM12、RAM13、I/O
14、通信インターフェイス15からなり、I/O14
には、図外のキーボード,CRTモニタ,プリンタがそ
れぞれ接続されている。また、外部ファイルとしては、
診断条件データベース20と故障履歴データベース21
がそれぞれ接続されている。ROM12には、故障診断
プログラム等が記憶され、RAM13には、図に示すよ
うに各ステーションから得られる状態情報を記憶するた
めのエリアや故障診断を行うためのワークエリアが設け
られている。代表PLCとFAワークステーション10
とはネットワーク30で接続されている。代表PLC4
0は、上位側、すなわちFAワークステーション10と
通信するための通信インターフェイス41と、下位側、
すなわちステーションPLCと通信するための通信イン
ターフェイス42と、CPU43、ROM44、RAM
45を備えている。RAM45には、当該代表PLCが
属するトランスファーマシンの各ステーションのステー
タスすなわち状態情報(代表情報,詳細情報)を一時的
に記憶するためのバッファがステーションナンバー毎に
割当てられている。
50を介して、上記代表PLCとデータ通信を行うため
の通信インターフェイス61と、CPU62と、ROM
63と、I/O64と、ステータスバッファ65とで構
成される。I/O64は、ステーションの所定の位置に
配置されているセンサ群、ソレノイド群その他のエレメ
ント群に接続され、ステータスバッファ65は、各セン
サ群の出力からなる詳細情報や、CPU62での簡易演
算による代表情報をステータスとして記憶する。このス
テータスバッファ65に記憶される代表情報及び詳細情
報は、常時、ネットワーク50を介して代表PLC40
内のRAM45のステータスバッファに更新記憶されて
いる。その制御は、代表PLC40内のCPU43及び
ステーションPLC60内のCPU62によって行われ
る。また、CPU43は、ネットワーク30を介して、
FAワークステーション10内のRAM13の状態情報
記憶エリアに、RAM45内のステータスバッファ内の
情報が書き込まれるように通信制御を行う。また、FA
ワークステーション10内のCPU11は、各代表PL
C40を介して詳細情報を読みだす時、当該詳細故障情
報の記憶されているステーション用PLCのアドレス及
びその上位の代表PLC40のアドレスを指定して所定
の情報を取り込む。
10のCPU11の概略の動作について図6のフローチ
ャートを参照して説明する。CPU11は、RAM13
内の代表情報記憶エリアM1を常時サーチしており、こ
の情報の中に代表故障情報(故障がある場合YES)が
あるかどうかを監視している。もし、YESの代表故障
情報が代表情報エリアM1にあると、故障が発生したこ
とを検知し(ステップSP1)、対象ステーションの詳
細情報を収集する(SP2)。この詳細情報収集は、対
象となるステーションが属する代表PLC40のアドレ
ス及びステーションPLC60のアドレスを決め、その
アドレスに対して詳細情報を収集するためのコマンドを
出す。そのコマンドに応答して詳細情報がネットワーク
30を介して読みだされると、それに対応する詳細情報
エリアM2に同情報が記憶される。続いて、診断条件デ
ータベース20より、簡易情報に基づいて、また場合に
よって詳細情報に基づいて、簡易情報に含まれる故障種
別ナンバー(クーラント供給圧力低下等の故障種別を表
す番号)の故障原因を診断するための故障診断条件を読
みだす。そして、故障診断を開始する(SP3)。この
故障診断を行っている最中に、他のステーションの状態
情報が必要であると判定された場合(SP4)、当該ス
テーションの状態情報(代表情報または詳細情報)を収
集し、得られた情報をRAM13内の対応のエリアM1
またはM2に記憶する。このSP5における他のステー
ションの状態情報を収集する作業は必要な回数分だけ行
われる。そして、故障診断を行うのに必要な全ての状態
情報を収集した段階で、故障診断処理を行い(SP
6)、その診断結果の出力処理、すなわちプリンタ及び
CRTモニタに出力する処理を行う(SP7)。
を出力するものではなく、予想故障原因として幾つもの
故障原因を出力する場合がある。そこで、このような場
合には最終的にオペレータが予想故障原因のうちから一
つを選択して確定することになる。CRTモニタ上に表
示される予想故障原因が診断結果として正しいと思われ
る場合、オペレータは画面上で故障項目の選択処理を行
う(SP9)。この場合、上記のように予想故障原因が
複数個ある場合にはその中から一つ〜複数個の予想故障
原因を選択して入力する。一方、表示されている予測故
障原因がおかしいと思われる場合には、SP10に進
み、オペレータ2より補足情報の入力処理が行われ、必
要があれば再びSP6に戻り故障診断処理が行われる。
SP10においては、もし表示されている予想故障原因
を含む他の情報から診断結果以外の予想故障原因が確定
できる場合には、その予想故障原因を故障項目として入
力する処理を行う。
故障発生情報登録処理を行う。このステップでは、故障
条件データベースに対してSP9、SP10において確
定した故障項目と故障診断処理において使用した故障情
報との関係から、故障診断処理を行うに際して使用した
故障診断条件の修正を必要に応じて行う。すなわち、S
P10は、学習による故障条件データベースの精度向上
を実現するステップである。続いて、故障履歴情報の登
録処理を行う(SP12)。すなわち、故障履歴を故障
履歴データベース21に登録することにより、後に、故
障履歴を画面上に一覧表示させたり、故障分析させたり
することを可能にする。
るCRTモニタ上の診断結果出力表示例を示す図であ
る。図では、故障発生ステーションが属するトランスフ
ァマシンが基準面加工を行う10番目のマシンであり、
故障発生ステーションはフライス下面の加工を行う番号
が1番のステーションであることを示す。また、故障名
称がクーラント供給圧力低下となっている。この故障名
称は代表情報の中の故障種別ナンバーに対応している。
故障発生日時は、FAワークステーション10内のカレ
ンダータイマ機能によって設定される。故障診断結果
は、図に示すように合計12件の予想故障原因を挙げて
いる。この例では、そのうち過去の故障発生件数の最も
多いものから順に表示するようにしている。この情報
は、故障履歴データベース21から得ることが可能であ
る。この図7に示す表示状態は、上記ステップSP7の
状態である。オペレータは、この表示状態を見て故障診
断結果が適正であるかどうか、すなわち予想故障原因と
して挙げられている1番から12番までの中の少なくと
も一つに故障原因として確定できるものがあるかどうか
を判断する。この中に全く含まれないと思われる場合に
は、他に知りえた情報から確定した故障原因を入力する
ことになる(SP10)。また、補足情報を入力して、
再度故障診断を行わせることも可能である。これらの情
報の入力は、表示画面上のデータ入力指定エリアDをポ
インテイングまたは対応のキーを押下することによって
行うことが可能である。
いものから順に表示するようにしたが、これらを円グラ
フで表示することも可能であるし、修復時間の長くかか
ったものから表示することも可能である。
が数千点に及ぶような多数の加工機を使用するトランス
ファーマシンまたはFMS等においても、各加工機の状
態情報が1つの中央制御部で集中管理され、故障情報が
発生した時に知識ベースに基づいて故障診断を行い、し
かも、必要に応じて他の加工機の状態情報も収集して故
障診断を行うようにしているために、クーラントシステ
ム等加工機械群システム全体に係わる部分の故障原因
や、複数の加工機の動作に関連して生じる複雑な故障原
因等をも診断できるようになる。また、状態情報は簡易
状態情報と詳細状態情報とに分けられ、データ量の少な
い簡易状態情報から故障発生を検出して、次いで必要な
詳細状態情報だけをネットワークを介して収集するよう
にしているために、全ての加工機の簡易状態情報及び詳
細状態情報をネットワークを介して収集してから故障診
断を行う必要がない。すなわち、ネットワーク上のデー
タのトラフィック量が増大して通信時間、従って診断時
間が長くなるのを避けることができる。
略平面構成図を示す。
ック図を示す。
を示す。
示す。
PUの概略動作を示す。
す。
Claims (3)
- 【請求項1】複数の加工機の各々に設けられ該加工機の
状態検出と駆動制御を行う加工機制御部と、これらの加
工機制御部とネットワーク接続される中央制御部とを備
え、 前記中央制御部は、前記ネットワークを介して各加工機
制御部で検出された加工機の状態情報を収集する加工機
情報収集手段と前記状態情報に基づいて故障診断を行う
ための診断条件を記憶する知識ベースを有し、前記加工
機情報収集手段は、代表情報通信部と詳細情報通信部と
からなり、前記代表情報通信部は、前記状態情報に加工
機故障情報が含まれている時にその簡易状態情報を収集
し、前記詳細情報通信部は、前記加工機故障情報を検出
された加工機の詳細状態情報を収集し、前記知識ベース
から読み出した診断条件に他の加工機の状態情報を必要
とする条件が含まれている時、当該他の加工機の簡易状
態情報または詳細状態情報を収集する他加工機情報収集
手段と、前記知識ベースから読み出した診断条件と前記
加工機情報収集手段または他加工機情報収集手段から得
られた簡易状態情報または詳細状態情報とに基づいて故
障診断を行う故障診断手段と、を備えることを特徴とす
る、加工機械群の故障診断システム。 - 【請求項2】請求項1において、前記各加工機制御部と
中央制御部間には、所定の加工機制御部群毎に代表制御
部が配置され、この代表制御部は、常時、該代表制御部
に接続されている各加工機制御部で検出される前記状態
情報を収集し、前記中央制御部内に設けられているメモ
リの所定の領域に書き込む状態情報書込手段を含むこと
を特徴とする、加工機械群の故障診断システム。 - 【請求項3】請求項2において、前記加工機制御部は、
加工機の故障種別番号,故障加工機番号等の故障情報を
含む簡易状態情報と故障検出用各センサ情報等を含む詳
細状態情報との組み合わせを前記状態情報として常時記
憶するメモリを備え、前記代表制御部の状態情報書込手
段は、前記簡易状態情報を前記メモリに書き込む手段で
あり、前記中央制御部の加工機情報収集手段及び他加工
機情報収集手段は、前記詳細状態情報を収集する手段で
あることを特徴とする、加工機械群の故障診断システ
ム。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04347373A JP3124645B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 加工機械群の故障診断システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP04347373A JP3124645B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 加工機械群の故障診断システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06190693A JPH06190693A (ja) | 1994-07-12 |
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Family
ID=18389795
Family Applications (1)
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JP04347373A Expired - Fee Related JP3124645B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 加工機械群の故障診断システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3124645B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR200493741Y1 (ko) * | 2019-04-03 | 2021-05-28 | 박석종 | 지붕패널의 거멀접기 구조 |
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1992
- 1992-12-25 JP JP04347373A patent/JP3124645B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR200493741Y1 (ko) * | 2019-04-03 | 2021-05-28 | 박석종 | 지붕패널의 거멀접기 구조 |
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JPH06190693A (ja) | 1994-07-12 |
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